采煤工作面初次放顶技术管理

赵所良

【摘 要】煤矿各类顶板的矿压活动规律进行及时观测，是在采煤工作面的初次放顶期间完成的，可以进一步确定涉及放顶的每一项参数及精确的计算方法，这样便于指导初次放顶的顺利开展。本文对如何进行初次放顶提出了技术管理的措施，期望取得明显的效果。

【关键词】采煤工作面；初次放顶；技术管理

一般意义上的初次放顶，是指初采工作面开始开切眼到它直接顶冒落高度达到采高标准的1.5至2倍，这一阶段工作面垮落就被称为初次放顶。纵观以往技术的管理经验，工作面的初次来压技术管理具有重要意义，它可以为加强顶板的管理提供依据，进一步减少顶板事故发生，从而保证安全生产。尤其是初次来压做正确预报和初次放顶时的顶板控制，能够明显杜绝伤亡事故。

1.初放期间坚硬顶板的安全威胁及预测

在工作面的回采过程中坚硬顶板不能随它的推进及时冒落，这样在采空区容易形成悬顶，当悬顶面积超过界限时假如直接顶产生来压就会断裂导致冒落，危害比较大：

（1）工作面产生片帮以及掉顶。

（2）上下的顺槽顶、底和2帮移近量大，从而不能有效保证通风断面。

（3）支架立柱的下缩量在极短时间内骤增，有可能被压死。与此同时，顶板大量冒落会损坏工作面附近的支架等其它设备。

（4）由如果顶板悬空的面积大，产生突然冒落时冲击气流对工作面人员安全造成威胁。

采煤面经常由于顶板发生裂断，支架阻力不能抗衡岩梁回转，导致大面积的压垮工作面而发生事故，所以必须搞清楚采煤工作面控制岩层性质和范围，准确预报使用的直接顶、老顶裂断运动的发展过程，开展针对采煤面初次放顶的监测预报，做好现场顶板的安全管理工作。初次放顶的监测技术主要包括三部分：①是否恰当设置监测仪表；②综合判断矿压显现；③能够依据判断预测建立一套现场会诊技术，措施制定，以及加强支护的规范化制度。

监测仪表是指顶板动态仪而言的，一般在工作面的上、下巷各设置3台的顶板动态仪；在采煤工作面中部的初排和末排各安装1台的顶板动态仪做监测。

2.初次放顶时控制顶板措施

（1）初次放顶时期，直接顶板应该按照“限定变形”准则，确保直接顶和老顶不会出现较大范围的离层，在可以预防控制的范围内，保证完整的直接顶。一是杜绝直接顶破碎导致漏冒与回柱在顶板跟下发生伤人事故；二是避免因老顶来压时冲击波冲击直接顶，造成比较严重的切顶垮面。这意味着采煤工作面必须从切眼推进就开始，提高初排支柱初撑力（大于90kN）；同时要对支柱的根根、班班及时进行支护质量跟踪监测，使支柱的支撑能力得到保证，这方面内容是现场会诊的着重点。从煤矿多年的现场管理经验来看，对支柱有效支撑的能力做好保护主要是监控两个质量，管理三个环节，就是抓支柱维修的质量和支柱支设的质量，三个环节是指抓泵站压力符合规定要求，给底板软穿合适柱鞋，对初排支柱做到每一班进行二次的注液。只有保证支柱有效的支撑能力，才会使支柱在“承压限定状态”下开展工作，直接顶的位置被支架阻力的限定，顶板下沉量数值被限定在在支柱缩量值（压缩后的煤粉，人员鞋、帽等作为辅助性支护物缩量）与顶板允许的弯曲值范围以内，杜绝顶板破碎产生冒落事故。

（2）做好老顶的控制。初次放顶时，直从接顶开始垮落到老顶首次垮落阶段，不仅要管控好直接顶，更主要的是抓好老顶控制。采煤工作面的推进，老顶会达到其极限的跨度产生挠曲下沉，随之直接顶也下沉。综合这一情况，总结矿压的显现规律和特点，预测预报老顶来压进行。放顶小组要根据预报再次组织开展现场技术会诊，有针对性的采取加强措施，按照质量标准的要求，在支柱齐全，保证它们有效支撑能力的基础上，使用特殊支护如丛柱、戗柱和戗棚等方式，来增强支护强度，发挥支架在老顶的“给定变型”状态情况下的支护作用，避免发生大面积的压垮，造成推垮工作面的事故，使老顶安全渡过初次来压阶段。

老顶断裂垮落，煤壁前方承受的支承压力峰值向深部传递，采煤面及上下两巷的矿压显现逐渐减弱，采煤工作面开始正常推进管理的阶段，仍然需要继续抓好直接顶管理，防止局部区域冒顶事故发生。

3.工作面的顶板管理

3.1回采期间工作面顶板管理

（1）常用措施：①加强设备检修，提高开机率，保证工作面推进度，确保工作面快速推进。②生产中采用追机作业方式，移架时带压移架，移架后及时用护帮板护帮，局部若有片帮掉顶现象，抵车后及时拉超前支架支护顶板。③工作面支架初撑力达到额定工作阻力的80%，泵站压力不得小于30MPa，使支架有较高的初撑力，减少顶板对煤帮压力，较好地控制住片帮、掉顶事故的发生。

（2）支架管理液压支架在移动过程中的稳定性较差，生产过程中，严格控制工作面采向，对歪架及时采用支架本身的调架千斤顶和DZ～28单体进行调整，使支架顶粱与工作面顶板接触严密，迎山有劲；支架间做到不挤不咬，相邻支架间的错茬合理，架间空隙均匀，前探梁升起，护帮板与煤壁接实，严格控制端面距；端头支架易发生歪架现象，影响安全生产，对端头支架增设防倒千斤顶，确保支架处于良好状态。

（3）工作面规格质量管理严格按回采层位组织施工，采高控制在3.8m左右，保持顶、底板平整，回采过程中工作面支架带线作业，做到煤壁、支架、链板机成直线；支架垂直链板机、不歪斜。

3.2端头顶板管理

工作面上下端头煤壁三角处因受两巷及工作面采动影响压力大，易发生片帮掉顶，对此在上下端头煤壁三角处架设斜跨棚和顺山棚，加强端头顶板管理。跨工作面机头、机尾用7.0m长ll#工字钢设双排挑棚，一梁四柱，随机头、机尾交替迈步前移；上下隅角受锚梁网支护影响，收角后上下隅角不能及时充分冒落，超前工作面煤壁5m提前将锚索退锚，在上下隅角切顶线处用单体加补密集切顶点柱，用材料将上下隅角充填实。

3.3过断层期间顶板管理

工作面属“三软”煤层，而装备的机电设备功率较大，过断层一般采用硬过法。过断层期间工作面煤岩结合部的顶板管理非常重要，同时存在较大难度。除了要进行正常的顶板管理方式外，要采取一些有针对性的措施。

（1）控制采高，减少破顶范围及破顶量 当工作面距断层面10m时，提前俯采或仰采逐步降低工作面采高，采高降到3.2m左右，进入断层带时，采高控制在2.8m以内。刹底或飘车时每刀刹底或飘车量不超过100ram，工作面上下出口与巷道保持一致。

（2）陕速擦顶移架，减少空顶时间。拉架时，先降后立柱，再同时降前立柱和移架，待支架移动后，立即将降柱手把扳回零位，使之擦顶移架。工作面顶板破碎段，拉架的错茬距离不小于15m，以此保证顶板的整体。

（3）断层影响范围内严格进行追机作业，只准～茬拉架 其它茬不得拉架.以此保证移架时供液系统的液压，从而达到快速移架的要求。

3.4工作面更换大件时的顶板管理

工作面更换部分大件，检修人员有时需要在支架下煤壁附近作业，一方面要求作业人员具备较好的安全自保意识，在作业前认真细致观察顶板及煤壁情况，不站在架间作业；另一方面需要采取一些相应的措施加强顶板、煤壁支护。

（1）更换煤机大件，应将提前煤机停放在顶板较为完好处，支架留出步距，使用半圆木对煤帮进行背帮处理，半圆木放在护帮板中间位置，使用支架护帮板将半圆木抵在煤帮，背严、背实。

（2）降下支架后再更换支架的顶粱和前探梁，顶板假如出现长时间空顶的现象，安全隐患大，解决的做法是将检修支架两端的支架上设置圆木，一到两个小班之前开始上圆木，工作面按照每推进两刀上一根的速度开展，合理搭接圆木在两侧支架，有效的检修支护支架上方顶。

4.认真管理初次放顶

4.1自上而下，严抓严控

生产矿长作为第一责任者，对回采工作面的顶板管理必须严格，其主要职责是组织领导初次放顶小组，根据初次放顶的进展情况进行检查，将初放面的隐患和问题进行及时解决，全面负责顶板管理工作；总工程师负责技术管理，科学的、有针对性的制定各项规程措施，指导实际工作，并在实际工作中监督实施，在技术上做好管控。采煤队的主要职责规程规定是搞好工程建设质量，加强细节管理，开展安全生产和实现文明生产。安全监督职能部门主要监督检查措施规程的落实情况，全面检查安全隐患，监督整改，做好安全工作。技术室、调度部门、供应等要各尽其责，履行好业务保安工作。采煤队长要直接抓安全技术，落实好保障安全措施，认真执行规章制度。

4.2跟踪检查，及时处理问题隐患

科技的进步为工作提供了更多的科学手段，抓住支柱初撑力这一初放的主要矛盾，认真对工作阻力鉴定和现场进行整改，做好坚持研究到决策兑现的工作循环。放顶领导小组的每一个跟班成员必须详细了解有关规定，像泵站压力应该达到18MPa这类，要懂如何鉴定、会记录数值、会分析实际状态，鉴定支柱初撑力与工作阻力要亲力而为，掌握工作面支护的质量及顶板动态，做到了然于胸。初放期间要仔细观测，重点的观测区应设置在靠近放顶线附近的末排支柱，不正常段及有构造结构变化、悬挂顶、局部冒顶区域等特殊地点的上下端头、机和风巷超前支护，应采用巡回检查，及时处理有关问题。观测数据要完整、齐全、真实，宏观情况要有重要记述，存在的隐患应该提出建议，按照规定放顶领导小组责任成员在记录上签字。放顶领导小组对检查之中发现的问题，必须立即组织现场整改，使支柱初撑力及工作阻力符合规定要求。

4.3不断提高职工技术水平

若人员素质低下，质量意识不够，管理工作有形式无效率，那么先进技术，好的管理措施也不能对安全生产产生促进作用。要在提高人员素质上下大力气，领导带头从上到下开展组织学习活动，使职工队伍技术水平不断提升，重点抓质量问题，安排专业干部给工人上培训课，增强职工质量意识，保质保量的完成生产任务。

5.结语

初次放顶容易导致工作面顶板发生事故，给生产带来不安全因素。所以，加强初次放顶期间技术管理工作可以保证工作面的安全生产。工作面初次进行放顶时加强工作面矿压观测，并依据矿压观测结果，分析并加强对工作面顶板的管理，准确进行顶板，来压预测预报、增强工作面支架及单体支柱有效支撑的能力，从而防止顶板事故发生，使安全生产得到保障。